時(shí)間:2023-09-05 09:32:53
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇綠色化學(xué)的核心,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
對(duì)于綠色化學(xué)的概念,教材上涉及的很少,如何讓學(xué)生學(xué)習(xí)綠色化學(xué)更是少的可憐,那么教師如何來(lái)構(gòu)建學(xué)生的這種理念呢?學(xué)生如何來(lái)學(xué)習(xí)綠色化學(xué)更好呢?怎樣才能讓學(xué)生深刻地理解綠色化學(xué)呢?這一直以來(lái)都是困擾著教師的一個(gè)問(wèn)題。那如何來(lái)解決這個(gè)困惑呢?我認(rèn)為可從以下三個(gè)方面入手,大家可以借鑒一下。
一、綠色化學(xué)的概念的確立。
從學(xué)生接觸綠色化學(xué)的字眼開(kāi)始,把綠色化學(xué)融入中學(xué)課程教材改革和課堂教學(xué)改革之中,這是中學(xué)化學(xué)教育的嶄新課題。就應(yīng)該讓他們知道綠色化學(xué)的定義,綠色化學(xué)是由美國(guó)化學(xué)會(huì)提出的化學(xué)無(wú)害概念,是能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù),它可以通過(guò)使用自然資源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì),利用太陽(yáng)能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲(chǔ)藏技術(shù)的開(kāi)發(fā),并考慮節(jié)能節(jié)省資源、減少?gòu)U棄物排放量。綠色化學(xué)又稱“環(huán)境友好化學(xué)”、“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。綠色化學(xué)的定義就是從生產(chǎn)資料就是無(wú)污染、無(wú)公害的,生產(chǎn)過(guò)程也應(yīng)該是無(wú)污染、無(wú)公害的,生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也應(yīng)該是無(wú)污染、無(wú)公害的產(chǎn)品。從概念上就讓學(xué)生有一個(gè)大致的理解,從而對(duì)一些常聽(tīng)到的綠色建筑、綠色食品有一個(gè)初步的了解。最起碼知道綠色的東西并不是單純的指綠色,而是指無(wú)污染、無(wú)公害的,是對(duì)人體有好處的東西,所以從一開(kāi)始就給學(xué)生一個(gè)正確的理念,對(duì)概念有所了解。
二、綠色化學(xué)的核心及特點(diǎn)的滲透。
綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)壞境的污染, 按照綠色化學(xué)的原則、最理想的化工生產(chǎn)方式是:反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。它的主要特點(diǎn)是:1.充分利用資源和能源,采用無(wú)毒、無(wú)害的原料。2.在無(wú)毒、無(wú)害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少?gòu)U物箱環(huán)境排放。3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”。4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。對(duì)于綠色化學(xué)的核心和特點(diǎn)的滲透,主要的是在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生樹(shù)立防治污染、保證人類生存質(zhì)量的責(zé)任感。我們教師應(yīng)該把握住這一點(diǎn),充分利用學(xué)生的優(yōu)點(diǎn),激勵(lì)和激發(fā)他們的興趣,調(diào)動(dòng)他們的積極性。對(duì)于農(nóng)村的孩子來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)綠色化學(xué)更是難上加難,各種實(shí)驗(yàn)設(shè)施的不完善都導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)困難,和對(duì)化學(xué)的直觀認(rèn)識(shí)。那我們就利用現(xiàn)有的、現(xiàn)實(shí)的實(shí)例來(lái)給學(xué)生進(jìn)行滲透,例如:我們冬天燒煤取暖、做飯??吹綗熿F繚繞、聞到刺鼻的、嗆人的氣味,我們有怎樣的感覺(jué),這會(huì)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,這個(gè)現(xiàn)象符合綠色化學(xué)的核心特點(diǎn)嗎?再有,我們看到的三輪車、汽車排放的尾氣對(duì)壞境有怎樣的危害?讓學(xué)生討論這些對(duì)壞境的危害和如何預(yù)防這些危害,我們應(yīng)如何采取措施防止和減少這些污染?這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,而且能使他們感知環(huán)境污染的危害性和環(huán)境保護(hù)的迫切性。
三、綠色化學(xué)在教學(xué)中的貫穿和實(shí)施。
【關(guān)鍵詞】 高中化學(xué) 綠色觀念 深入 環(huán)保
【中圖分類號(hào)】 G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1674-4772(2013)11-001-01
1. 高中化學(xué)教學(xué)中堅(jiān)持綠色觀念的必要性分析
1.1以綠色觀念為核心的社會(huì)主流
以綠色、環(huán)保、生態(tài)為核心的科學(xué)發(fā)展觀已經(jīng)在不斷地滲透到社會(huì)的各行各業(yè),綠色觀念的逐步推廣不僅僅是人類在意識(shí)上的不斷飛躍,更是社會(huì)在發(fā)展過(guò)程中的必然選擇。在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中堅(jiān)持綠色觀念的滲透,對(duì)于學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)的提高有著不可磨滅的作用。堅(jiān)持綠色觀念,減少污染物的排放,在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中尤其要注意,化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)和核心的學(xué)科,堅(jiān)持綠色觀念,在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要盡量做到能源、材料的節(jié)省,對(duì)于污染物的排放要慎重處理等等,綠色觀念在這方面為我們做出了具體的指導(dǎo)。作為化學(xué)科學(xué),它距離生活和現(xiàn)實(shí)較近,與社會(huì)接觸得更為廣泛,只有堅(jiān)持綠色觀念的滲透,才能夠符合社會(huì)發(fā)展的方向。
1.2推進(jìn)素質(zhì)教育的關(guān)鍵所在
素質(zhì)教育的本質(zhì)不是特指某學(xué)科某領(lǐng)域的專項(xiàng)發(fā)展,而是要綜合各種各樣的因素,實(shí)現(xiàn)一種真正意義上的全面發(fā)展。素質(zhì)教育也不是特指理性科學(xué),而是理性、感性,素質(zhì)、能力,價(jià)值、觀念的結(jié)合體。綠色觀念的逐漸滲透帶給學(xué)生的是一種高層次的人文情懷,是一種生態(tài)和諧發(fā)展的需要,也是化學(xué)學(xué)科本身發(fā)展的終極意義所在?;瘜W(xué)的發(fā)展不僅僅是研究出新穎罕見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì),而要更加強(qiáng)調(diào)一種從認(rèn)識(shí)和觀念上的素質(zhì)的提高。這正是素質(zhì)教育改革的關(guān)鍵所在,綠色觀念強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)協(xié)調(diào)發(fā)展,是每一個(gè)學(xué)習(xí)者都應(yīng)該追求的目標(biāo),因此要推進(jìn)綠色觀念的發(fā)展,積極推動(dòng)我國(guó)的素質(zhì)教育改革向著更好的方向邁進(jìn)。
2. 如何在高中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色觀念
2.1從理論的認(rèn)識(shí)上引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)持綠色觀念
引導(dǎo)學(xué)生從理論上認(rèn)識(shí)綠色觀念的重要性是增強(qiáng)學(xué)生綠色意識(shí)的關(guān)鍵所在,老師必須要將綠色的觀念穿插在具體的講課和學(xué)習(xí)活動(dòng)中去,練習(xí)實(shí)際案例,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于綠色觀念的認(rèn)識(shí)。從理論上引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)持綠色觀念,老師要做好引導(dǎo)的角色,而不是讓學(xué)生們被動(dòng)地接受這個(gè)觀念,否則會(huì)使得事情得不償失。這種認(rèn)識(shí)上的引導(dǎo)更多的是給學(xué)生一種感性認(rèn)識(shí)的啟蒙,這種啟蒙在學(xué)生們心中積淀久了,會(huì)在無(wú)形中不斷地知道學(xué)生的行為,讓他們?cè)诨瘜W(xué)的學(xué)習(xí)中堅(jiān)持綠色生態(tài)的觀念。
2.2在化學(xué)課堂上融合時(shí)代和社會(huì)的現(xiàn)狀進(jìn)行引導(dǎo)
化學(xué)是一門與生活息息相關(guān)的學(xué)科,與實(shí)際的聯(lián)系尤為緊密,因此在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中要不斷地融合時(shí)代和社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)狀,通過(guò)現(xiàn)實(shí)與理論的對(duì)比就可以看出堅(jiān)持倡導(dǎo)綠色的觀念有著不可忽視的重要性,這樣能夠讓學(xué)生更加信服,實(shí)現(xiàn)綠色觀念的推廣和滲透。時(shí)代和社會(huì)在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的過(guò)程中忽視了綠色生態(tài)環(huán)保的觀念,因此只要積極主動(dòng)地從化學(xué)的教學(xué)開(kāi)始做起,引導(dǎo)學(xué)生不斷地認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)的重要性,才能夠使得社會(huì)更加全面地發(fā)展,實(shí)現(xiàn)社會(huì)的和諧有序進(jìn)行。
2.3在化學(xué)的各種活動(dòng)中要以堅(jiān)持綠色為前提
化學(xué)生動(dòng)有趣,其中化學(xué)實(shí)驗(yàn)占據(jù)了較大的部分,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中比不可缺少的手段,在化學(xué)的學(xué)習(xí)中堅(jiān)持綠色觀念,從各種活動(dòng)做起。比如在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要格外地注意化學(xué)物質(zhì)和原料的選擇,要盡量地選擇綠色、無(wú)污染的化學(xué)物質(zhì)作為反應(yīng)物,同時(shí)還要注意盡量減少生成物中有毒物質(zhì)的排放,因此要注意在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行中,謹(jǐn)慎地選擇化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),認(rèn)真地分析它的化學(xué)特性。堅(jiān)持綠色的觀念還要在化學(xué)物質(zhì)的使用上盡可能地節(jié)約,不能浪費(fèi)。在化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)后,產(chǎn)生的廢料要進(jìn)行廢物處理,不能將其隨便丟棄污染環(huán)境。尤其要注意在課堂上進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí),要開(kāi)窗通風(fēng),避免化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的氣體對(duì)人身造成傷害??傊P(guān)于綠色觀念在高中課堂的滲透,要遵循環(huán)保、生態(tài)、節(jié)約、安全的原則,只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)綠色的化學(xué)、科學(xué)的化學(xué)。
3. 結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究綠色觀念在化學(xué)教學(xué)中的滲透
高中化學(xué)中所有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)該遵循綠色化學(xué)的觀念,例如在氣體的制取和收集過(guò)程中,一般都要通過(guò)制取氣體、凈化氣體、收集氣體和尾氣吸收五個(gè)步驟,這正是堅(jiān)持了綠色化學(xué)的觀念。通過(guò)硫化亞鐵與稀硫酸反應(yīng)在制取硫化氫氣體時(shí),為了節(jié)省化學(xué)原料,讓它們充分地反映完全,可以將硫化亞鐵砸成細(xì)小的顆粒,這樣可以減少原料的浪費(fèi)。另外在制取硫化氫氣體之后,由于H2S有毒,在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)應(yīng)注意通風(fēng),多余的H2S應(yīng)盡快地通入到NaOH溶液中進(jìn)行吸收。在其他的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中也應(yīng)該注意這個(gè)要求,就是化學(xué)尾氣的處理和排污工作要準(zhǔn)確地做到位,實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的逐步推進(jìn)。
關(guān)鍵詞:西部地區(qū);綠色;教育;探究
中圖分類號(hào):G652文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-2851(2010)06-0099-01
一、綠色化學(xué)是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的必然
科學(xué)不但要認(rèn)識(shí)世界和改造世界,還要保護(hù)世界。化學(xué)也如此,為了應(yīng)對(duì)化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)是刻不容緩。
(一)綠色化學(xué)的概念。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過(guò)程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過(guò)程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù),綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
(二)綠色化學(xué)的產(chǎn)生及其背景。當(dāng)今,可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認(rèn)同的發(fā)展觀。它強(qiáng)調(diào)人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,既要發(fā)展經(jīng)濟(jì),又要保護(hù)自然資源和環(huán)境,使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年,美國(guó)環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年,美國(guó)環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念。1990年,美聯(lián)邦政府通過(guò)了“防止污染行動(dòng)”的法令,將污染的防止確立為國(guó)策,該法案條文中第一次出現(xiàn)了“綠色化學(xué)”一詞。1992年,美國(guó)環(huán)保局又了“污染預(yù)防戰(zhàn)略”。1995年,美國(guó)政府設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。1999年英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)創(chuàng)辦了第一份國(guó)際性《綠色化學(xué)》雜志,標(biāo)志著綠色化學(xué)的正式產(chǎn)生。我國(guó)也緊跟世界化學(xué)發(fā)展的前沿,在1995年,中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題。
(三)綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國(guó)Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。
二、西部地區(qū)綠色化學(xué)教育所面臨的挑戰(zhàn)
(一)綠色化學(xué)的形象正在被與其交叉的學(xué)科的巨大成功所埋沒(méi)?;瘜W(xué)是一門中心科學(xué),化學(xué)與生命、材料等朝陽(yáng)科學(xué)有非常密切的聯(lián)系,產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科,但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒(méi)。化學(xué)這門重要的中心科學(xué)反而被社會(huì)看作是“伴娘科學(xué)”而不受重視。
(二)綠色化學(xué)正被各種各樣的環(huán)境污染問(wèn)題所困擾。化學(xué)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí),在客觀上使環(huán)境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認(rèn)識(shí)不斷提升來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。一些著名的環(huán)境事件多數(shù)與化學(xué)有關(guān),諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營(yíng)養(yǎng)化等;另一方面把所有的環(huán)境問(wèn)題都?xì)w結(jié)為化學(xué)的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等?,F(xiàn)在,有些人把化學(xué)和化工當(dāng)成了污染源。人們開(kāi)始厭惡化學(xué),進(jìn)而對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了莫名其妙的恐懼心理,結(jié)果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復(fù)強(qiáng)調(diào)本產(chǎn)品不含有任何“化學(xué)物質(zhì)”。事實(shí)上,這些是對(duì)化學(xué)的偏見(jiàn),監(jiān)測(cè)、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學(xué)家。
三、綠色化學(xué)的發(fā)展前景
(一)綠色化學(xué)關(guān)乎化學(xué)工業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué),其核心是利用化學(xué)原理從根本上消除化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染,它具有少產(chǎn)、甚至不產(chǎn)廢物,達(dá)到“零排放”的特點(diǎn)。綠色化學(xué)是從化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容上進(jìn)行更新,從源頭上消除污染。綠色化學(xué)能達(dá)到合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本,符合實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(二)綠色化工的理念正逐漸滲透到化學(xué)工業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)。在廢水處理方面,通過(guò)建立污水處理廠,處理工業(yè)和生活廢水,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。在化學(xué)工藝流程方面,通過(guò)加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)研究,積極采用清潔生產(chǎn)工藝,引進(jìn)環(huán)境友好的技術(shù)設(shè)備,開(kāi)發(fā)品質(zhì)優(yōu)、環(huán)保成本低且符合國(guó)際環(huán)保要求的化工產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品的綠色化。在產(chǎn)品的包裝使用上,通過(guò)采用可降解塑料,盡量減少白色污染。
我國(guó)是人口超級(jí)大國(guó),同時(shí)也是資源豐富的國(guó)家。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,必然帶來(lái)資源的高消耗,人口數(shù)量的不斷提升,人們所能占有的資源也是屈指可數(shù)。我們可以清楚的看到,擺在我國(guó)面前最大矛盾就是:通過(guò)對(duì)生態(tài)環(huán)境的“犧牲”來(lái)?yè)Q取經(jīng)濟(jì)的“騰飛”,還是更好的限制人均資源的消耗來(lái)保護(hù)目前的生態(tài)環(huán)境,最大限度的降低破壞。工業(yè)在我國(guó)占據(jù)了舉足輕重的作用,關(guān)系到整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而其中我們所熟悉的化學(xué)工業(yè)為其他行業(yè)持續(xù)不斷的提供更多的科學(xué)服務(wù)和產(chǎn)品支持。但是,我們不得不面對(duì)在追求經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí),整個(gè)大自然也受到了空前破壞的問(wèn)題。生態(tài)失去平衡和環(huán)境受到嚴(yán)重污染制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也影響了人類的日常生活、健康,不斷加深社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的矛盾,出現(xiàn)更多的問(wèn)題。面對(duì)這種現(xiàn)狀就必須讓我們通過(guò)改變研究模式來(lái)改變生產(chǎn)模式,將“綠色化學(xué)”的理念融入到化學(xué)工業(yè)中,將能從源頭控制和防范污染。綠化化學(xué)無(wú)疑是“無(wú)害”為基礎(chǔ)的環(huán)境化學(xué),通過(guò)化學(xué)的先進(jìn)技術(shù)和手段更大限度的消除或者降低有害于人類健康、生態(tài)環(huán)境的原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)品、催化劑、溶劑等生產(chǎn)和使用。綠色化學(xué)的核心理念是倡導(dǎo)不要使用有害、有毒的物質(zhì),更加不能產(chǎn)生過(guò)量的廢棄物,不合理的處理廢棄物。這是一門從源頭加強(qiáng)防范和控制污染的化學(xué),或者說(shuō)這是一個(gè)更有層次的化學(xué)理念。從綠色化學(xué)的定義上我們就能看出它是以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)而產(chǎn)生的理念。綠色化學(xué)理念引導(dǎo)人們更加重視環(huán)境。早在1996年美國(guó)就以“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”作為美國(guó)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)計(jì)劃中的主要內(nèi)容,通過(guò)這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的設(shè)立,其目的是為了鼓勵(lì)人們敢于探索綠色化學(xué),積極使用和推行綠色化學(xué)的科研成果。在上個(gè)世紀(jì)90年代我國(guó)的主要力量還放在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上,也在1996年舉行過(guò)以“工業(yè)生產(chǎn)中綠色化學(xué)與技術(shù)”為主題的研討會(huì),通過(guò)這個(gè)小小的研討會(huì)也體現(xiàn)了我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視,對(duì)綠色化學(xué)工業(yè)成果研究和開(kāi)發(fā)。后來(lái)的一年,在香山會(huì)議上宣布了我國(guó)以“可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題對(duì)科學(xué)的挑戰(zhàn)——綠色化學(xué)”為主題的研討工作機(jī)構(gòu)。從這些資料來(lái)看我們?cè)谶M(jìn)行高校化學(xué)教育的過(guò)程中,需要將這些思想體現(xiàn)出來(lái),做到更好的借鑒。
二、綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)教育中作用的研究
綠色化學(xué)理念在化學(xué)教育中有助于培養(yǎng)辯證統(tǒng)一的良好思想綠色化學(xué)以全新的方式顛覆了“先污染再治理”的思想,需要從源頭抓起,才能避免污染和破壞,是一門以源頭為基礎(chǔ)進(jìn)行治理的無(wú)害化學(xué)。而且要特別強(qiáng)調(diào)了,對(duì)綠色化學(xué)全新理念的推出并不是要全部否定傳統(tǒng)的化學(xué),而是以客觀為基礎(chǔ),堅(jiān)持唯物主義的觀點(diǎn),將傳統(tǒng)化學(xué)的精華發(fā)揮的淋漓盡致,將對(duì)人類健康和生存環(huán)境有危害的因素消除,這才能更加突出綠色化學(xué)的核心理念。
綠色化學(xué)理念有利于加強(qiáng)學(xué)生更加愛(ài)護(hù)生命最近幾年,根據(jù)資料顯示,我國(guó)食物中毒人數(shù)已經(jīng)達(dá)到了4萬(wàn)人,而且這個(gè)數(shù)據(jù)只是所有發(fā)生事件中的一小部分。經(jīng)過(guò)分析導(dǎo)致人們食物中毒的主要原因有:過(guò)量農(nóng)藥殺蟲(chóng)、劇毒殘留等等。在高中化學(xué)教材中涉及到了部分農(nóng)藥,例如我們非常熟悉的DDT、六六六、有機(jī)磷農(nóng)藥等等,根據(jù)目前農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)物為目的,全方面的對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如:六六六和DDT具有很高殺蟲(chóng)性的同時(shí),也會(huì)嚴(yán)重的污染其環(huán)境,而且具有很高的毒性,對(duì)人類與牲畜都的健康具有很大的威脅。而這些具有危害性的農(nóng)藥正逐漸被植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與以內(nèi)源性的昆蟲(chóng)激素等具有生態(tài)意義的農(nóng)藥所替代。這類新型的農(nóng)藥不但高效、而且不會(huì)污染環(huán)境,降低了毒性不會(huì)危害到人類和牲畜的健康。最大限度的避免了因?yàn)檗r(nóng)藥的濫用而出現(xiàn)大量魚類、益鳥(niǎo)益蟲(chóng)的死亡的現(xiàn)象。為學(xué)生舉出綠色化學(xué)具體教育實(shí)例,從而加強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識(shí),積極主動(dòng)的去倡導(dǎo)和愛(ài)護(hù)我們生存的環(huán)境。綠色化學(xué)理念有利于培養(yǎng)正確的發(fā)展觀
高中化學(xué)教育工作者要樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)觀念,將綠色化學(xué)的理念滲透到整個(gè)化學(xué)教育過(guò)程中去。在進(jìn)行課堂教學(xué)的時(shí)候要重視對(duì)綠色化學(xué)原則進(jìn)行體現(xiàn),將綠色化學(xué)的相關(guān)知識(shí)做到更好的滲透。讓學(xué)生知道在發(fā)展的同時(shí)不能以犧牲環(huán)境作為代價(jià),地球上的能源和物質(zhì)都是有限的,要善于應(yīng)用和珍惜。例如:學(xué)習(xí)“烯烴與溴的親電加成”相關(guān)知識(shí)時(shí),以往基的烯烴與溴的加成反應(yīng)逐漸連結(jié)吸電子所取代,在麥克爾受體的作用下烯烴在陽(yáng)光引發(fā)下與溴進(jìn)行自由基的加成反應(yīng)。而這里的能源綠色化就體現(xiàn)在對(duì)太陽(yáng)輻射能的直接利用,它為解決目前化學(xué)能源的污染性、有限性以及溫室效應(yīng)等能源問(wèn)題開(kāi)辟了更多的出路。通過(guò)以上綠色化學(xué)的實(shí)際例子進(jìn)行教育,讓學(xué)生明白和關(guān)心生態(tài)環(huán)境、珍惜能源等問(wèn)題,逐漸加強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。綠色化學(xué)理念有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)綠色化學(xué)理念是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)一次全新的改革。可以通過(guò)以化學(xué)理論課為基礎(chǔ),融入綠色化學(xué)理念培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),并得到實(shí)踐和強(qiáng)化。例如:在高中有機(jī)化學(xué)教材中,介紹濃硫作為酸催化劑的時(shí)候,只介紹了酯化反應(yīng)。但是濃硫酸作為催化劑的時(shí)候存在諸多問(wèn)題:對(duì)設(shè)備進(jìn)行腐蝕、產(chǎn)生大量的無(wú)機(jī)鹽廢棄物、收率低等。這樣可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)從多個(gè)角度來(lái)提升產(chǎn)物收率的方法。學(xué)生進(jìn)行資料手機(jī)和查閱提出了一些方案:一是用高效催化劑替代,可以用雜多酸、固體超強(qiáng)酸、無(wú)機(jī)路易斯酸等;二是建議使用綠色溶劑:三是用微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行替代。從實(shí)際情況出發(fā),鼓勵(lì)學(xué)生敢于親自動(dòng)手操作進(jìn)行驗(yàn)證,這樣開(kāi)拓了學(xué)生的研究,培養(yǎng)了學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
[關(guān)鍵詞] 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);綠色化學(xué)教育;環(huán)境保護(hù)教育
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549(2017) 06-0108-02
“綠色化學(xué)”是伴隨著綠色食品、綠色消費(fèi)的生活概念而提出的。綠色化學(xué)換言之又稱無(wú)害化學(xué),是利用化學(xué)來(lái)防止環(huán)境污染的一種可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物|以及妥善處理產(chǎn)生的廢棄物,做到從根源上阻止污染的產(chǎn)生是綠色化學(xué)的使用理念。從根本上通過(guò)化學(xué)改善保護(hù)環(huán)境,推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是綠色化學(xué)的目標(biāo)。以此我們應(yīng)該在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加入綠色化學(xué)教育,使學(xué)生能夠從化學(xué)的角度使用相關(guān)知識(shí)對(duì)環(huán)境污染作出分析以及對(duì)一些化學(xué)現(xiàn)象做出合理解釋。綠色化學(xué)代表的不僅僅是一種理念,更是在生活實(shí)際操作中所帶來(lái)的社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的效益。我們要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中最大可能地減少?gòu)U棄物的排放問(wèn)題,盡可能做到“零排放”,從根源上解決環(huán)境污染問(wèn)題。
一 綠色化學(xué)的核心涵義
綠色化學(xué)又為環(huán)境友好化學(xué),通過(guò)利用化學(xué)的技術(shù)來(lái)對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題進(jìn)行處理,來(lái)降低或者消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者制造的過(guò)程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生,使設(shè)計(jì)的化學(xué)過(guò)程和環(huán)境更加環(huán)保友好,從而在源頭上緩解化學(xué)污染的問(wèn)題。
綠色化學(xué)從原料的安全性、節(jié)能型以及友好型等方面評(píng)價(jià)化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。原子利用率及環(huán)境因子則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。充分利用化學(xué)反應(yīng)物中的每一個(gè)反應(yīng)分子,從而在充分利用資源的同時(shí)又能防止環(huán)境污染。原子的利用率越高,那么相應(yīng)的所產(chǎn)生的污染物就越少,環(huán)境因子越小,相應(yīng)的對(duì)環(huán)境做成的污染也就越小。環(huán)境因子是在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,所生成的廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比重。
把綠色化學(xué)融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去,有效地減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境綠化意識(shí);化學(xué)這門自然學(xué)科與社會(huì)環(huán)境的聯(lián)系十分密切,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)教學(xué)模式,從而培養(yǎng)綠色化學(xué)人才。
二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)
1 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)則是一個(gè)產(chǎn)生廢棄物的過(guò)程,同時(shí)也是制造污染導(dǎo)致環(huán)境破壞的課程。當(dāng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物順著實(shí)驗(yàn)室的下水道排出時(shí),污染物便會(huì)流入河中或者滲透進(jìn)地下,那么一些有機(jī)物和重金屬就會(huì)對(duì)土質(zhì)、河流造成嚴(yán)重污染,從而損害人類健康,影響人們的正常生活,因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要不斷滲透綠色化學(xué)的思想,對(duì)學(xué)生重視環(huán)境、愛(ài)護(hù)環(huán)境的習(xí)慣進(jìn)行培養(yǎng),養(yǎng)成好習(xí)慣。對(duì)待所產(chǎn)生的廢棄物要進(jìn)行及時(shí)回收處理,堅(jiān)決不能隨便倒瀉,導(dǎo)致環(huán)境的污染。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中需要分別設(shè)立“廢酸回收瓶”和“廢堿回收瓶”,對(duì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢酸廢堿進(jìn)行回收。比如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,所產(chǎn)生的硫酸鏈霉素與硫酸鐵產(chǎn)生反應(yīng)后生成的結(jié)合物在進(jìn)行傾倒之前,應(yīng)該將其中規(guī)定的PH后排放,那么對(duì)實(shí)驗(yàn)室不能立即處理掉的有害物質(zhì)比如破損溫度計(jì)中的水銀,就要妥善處理將其回收入瓶中用水封好,通過(guò)有機(jī)化合物等回收到指定容器內(nèi)送進(jìn)藥品庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一處理。在這一過(guò)程中要特別注意,電池不能進(jìn)行倒置,否則其中有害液體將滲出污染環(huán)境。
2 加強(qiáng)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)本就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中的教育創(chuàng)新內(nèi)容,其指導(dǎo)方針是以綠色化學(xué)為主要內(nèi)容,用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法以及新技術(shù)來(lái)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教育方法進(jìn)行相應(yīng)的一定改進(jìn),極大減少實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的三廢物質(zhì),也在一定程度上消除有害物質(zhì),來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。比如在“二元溶液沸點(diǎn)組成圖的繪制”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn),由原來(lái)的二元溶液一環(huán)乙烷改為乙醇一環(huán)乙烷。因?yàn)楸綄?duì)人體有危害,同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染,改為乙醇之后有效地對(duì)其所含毒性進(jìn)行降低,并且對(duì)回收液進(jìn)行重調(diào)沸點(diǎn),再次利用。這樣做不僅減少了化學(xué)試驗(yàn)成本還相應(yīng)的降低了化學(xué)環(huán)境污染,使得乙醇一環(huán)乙烷被回收反復(fù)利用,不倒瀉在環(huán)境中。
3 開(kāi)展化學(xué)的微型試驗(yàn)
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下,對(duì)常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的教學(xué)改革從而形成的新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)辦法。通過(guò)大力開(kāi)展微型的化學(xué)實(shí)驗(yàn),主要通過(guò)改用常規(guī)的小容量?jī)x器,在對(duì)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)操作不變的前提之下進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn),從而減少了藥品用量,以及反應(yīng)物和造成的污染 。而另一方面所進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加安全、便捷,有效地減少了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成本經(jīng)費(fèi)。比如在進(jìn)行硫酸鏈霉素水解速度常數(shù)以及乙酸乙酯皂化反應(yīng)常數(shù)的化學(xué)測(cè)驗(yàn)時(shí),從原定化學(xué)實(shí)驗(yàn)容器20ml改為10ml的取樣,試劑的用量特別少,操作起來(lái)就相比之前更加迅速簡(jiǎn)練,重要的是采用微型容器不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
4 重視實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄液體回收處理
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的廢棄液體種類比較多但是量不是很大,我們通過(guò)結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)廢棄液體進(jìn)行規(guī)整分類,將其分類儲(chǔ)存在統(tǒng)一規(guī)定的容器之中,由專門的工作人員處理廢棄液體。那么在對(duì)廢棄液體進(jìn)行處理的過(guò)程中就需要實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)其認(rèn)真負(fù)責(zé),注重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。因此要求學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)之后產(chǎn)生的廢棄液體以及渣滓必須倒入制定的容器之中。實(shí)驗(yàn)室的工作人員及指導(dǎo)老師也必須具有高度的責(zé)任心,對(duì)各種廢棄液體進(jìn)行及時(shí)認(rèn)真地收集。經(jīng)過(guò)處理之后,達(dá)到國(guó)家允許排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。
三 綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相應(yīng)措施
1 教學(xué)內(nèi)容綠色化
在原有的教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,對(duì)實(shí)驗(yàn)的系列進(jìn)行改造,對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容加以改造。在保證實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)合理的同時(shí),以保護(hù)環(huán)境為實(shí)驗(yàn)?zāi)康模M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物較多,回收利用的較少,對(duì)資源造成了浪費(fèi),形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境污染。在一些有毒氣體制備的試驗(yàn)中,應(yīng)對(duì)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理或者燒掉,最大程度地把有毒氣體轉(zhuǎn)為無(wú)毒或者毒性降解物。針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的大綱內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整安排,針對(duì)基礎(chǔ)的化學(xué)操作進(jìn)行重組并且相應(yīng)地減少,將基礎(chǔ)實(shí)踐融入進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,選取綠色無(wú)害的化學(xué)內(nèi)容,對(duì)基礎(chǔ)操作以及性質(zhì)驗(yàn)證的化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的物質(zhì)進(jìn)行節(jié)省,從而減少對(duì)化學(xué)環(huán)境的污染。在安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí),按照大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)操作步驟盡量分解在每次的滴定實(shí)驗(yàn)之中。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中本著綠色化學(xué)的思想原則直接訓(xùn)練學(xué)生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能,而不必去分開(kāi)單獨(dú)練習(xí)。這樣既節(jié)省了化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)時(shí)間又減少了開(kāi)展化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)所需要的藥品開(kāi)銷,同樣針對(duì)性地減少了環(huán)境污染。
2 串聯(lián)實(shí)驗(yàn),充分利用
在大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,重絡(luò)酸鉀法測(cè)定鐵是一個(gè)與生活緊密相關(guān)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)中可以掌握實(shí)驗(yàn)所證實(shí)還原的基本定法理論。那么在此同時(shí),實(shí)驗(yàn)過(guò)程所需要的重絡(luò)酸鉀是一種非常穩(wěn)定、氧化性適宜的滴定劑。通過(guò)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)做成一個(gè)系列實(shí)驗(yàn),使得前部實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物應(yīng)用于下個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,在檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的同時(shí)還有效的增強(qiáng)了學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí),達(dá)到物盡其用的效果。針對(duì)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)可見(jiàn)不僅減少了對(duì)藥品方面的浪費(fèi),相應(yīng)地降低了對(duì)環(huán)境的污染。
3 建立網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)
隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模仿已經(jīng)是當(dāng)下化學(xué)教學(xué)中擺脫傳統(tǒng)物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改革,它的發(fā)展不僅僅是教育方法技巧的更新,更是對(duì)保護(hù)自然資源緩解化學(xué)所造成的環(huán)境污染的一種方式。
我們通過(guò)在網(wǎng)上建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,將模擬實(shí)驗(yàn)有效地利用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中去,來(lái)達(dá)到化學(xué)教育的輔助教學(xué)目的。在模擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行組織觀看各種儀器的操作及簡(jiǎn)要分析,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器進(jìn)行仿真講解以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的仿真操作,幫助學(xué)生完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)理及儀器操作基本原理;進(jìn)行傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)出現(xiàn)的違規(guī)化學(xué)操作,將后果展現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生看到所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性,避免后果的產(chǎn)生。采用多媒體實(shí)驗(yàn)仿真手段,方便地解決了減少環(huán)境污染,深化綠色化學(xué)的理念。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上理解掌握化學(xué)理論。不僅能夠很好地解決傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的不足,更是化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)事項(xiàng)的重要研究?jī)?nèi)容,也是減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物對(duì)環(huán)境造成污染的最佳途徑。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);綠色化學(xué)教育;環(huán)境保護(hù)教育
“綠色化學(xué)”是伴隨著綠色食品、綠色消費(fèi)的生活概念而提出的。綠色化學(xué)換言之又稱無(wú)害化學(xué),是利用化學(xué)來(lái)防止環(huán)境污染的一種可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物質(zhì)以及妥善處理產(chǎn)生的廢棄物,做到從根源上阻止污染的產(chǎn)生是綠色化學(xué)的使用理念。從根本上通過(guò)化學(xué)改善保護(hù)環(huán)境,推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是綠色化學(xué)的目標(biāo)。以此我們應(yīng)該在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加入綠色化學(xué)教育,使學(xué)生能夠從化學(xué)的角度使用相關(guān)知識(shí)對(duì)環(huán)境污染作出分析以及對(duì)一些化學(xué)現(xiàn)象做出合理解釋。綠色化學(xué)代表的不僅僅是一種理念,更是在生活實(shí)際操作中所帶來(lái)的社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的效益。我們要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中最大可能地減少?gòu)U棄物的排放問(wèn)題,盡可能做到“零排放”,從根源上解決環(huán)境污染問(wèn)題。
一綠色化學(xué)的核心涵義
綠色化學(xué)又為環(huán)境友好化學(xué),通過(guò)利用化學(xué)的技術(shù)來(lái)對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題進(jìn)行處理,來(lái)降低或者消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者制造的過(guò)程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生,使設(shè)計(jì)的化學(xué)過(guò)程和環(huán)境更加環(huán)保友好,從而在源頭上緩解化學(xué)污染的問(wèn)題。綠色化學(xué)從原料的安全性、節(jié)能型以及友好型等方面評(píng)價(jià)化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。原子利用率及環(huán)境因子則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。充分利用化學(xué)反應(yīng)物中的每一個(gè)反應(yīng)分子,從而在充分利用資源的同時(shí)又能防止環(huán)境污染。原子的利用率越高,那么相應(yīng)的所產(chǎn)生的污染物就越少,環(huán)境因子越小,相應(yīng)的對(duì)環(huán)境做成的污染也就越小。環(huán)境因子是在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,所生成的廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比重。把綠色化學(xué)融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去,有效地減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境綠化意識(shí);化學(xué)這門自然學(xué)科與社會(huì)環(huán)境的聯(lián)系十分密切,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)教學(xué)模式,從而培養(yǎng)綠色化學(xué)人才。
二化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)
1加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)則是一個(gè)產(chǎn)生廢棄物的過(guò)程,同時(shí)也是制造污染導(dǎo)致環(huán)境破壞的課程。當(dāng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物順著實(shí)驗(yàn)室的下水道排出時(shí),污染物便會(huì)流入河中或者滲透進(jìn)地下,那么一些有機(jī)物和重金屬就會(huì)對(duì)土質(zhì)、河流造成嚴(yán)重污染,從而損害人類健康,影響人們的正常生活,因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要不斷滲透綠色化學(xué)的思想,對(duì)學(xué)生重視環(huán)境、愛(ài)護(hù)環(huán)境的習(xí)慣進(jìn)行培養(yǎng),養(yǎng)成好習(xí)慣。對(duì)待所產(chǎn)生的廢棄物要進(jìn)行及時(shí)回收處理,堅(jiān)決不能隨便倒瀉,導(dǎo)致環(huán)境的污染。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中需要分別設(shè)立“廢酸回收瓶”和“廢堿回收瓶”,對(duì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢酸廢堿進(jìn)行回收。比如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,所產(chǎn)生的硫酸鏈霉素與硫酸鐵產(chǎn)生反應(yīng)后生成的結(jié)合物在進(jìn)行傾倒之前,應(yīng)該將其中規(guī)定的PH后排放,那么對(duì)實(shí)驗(yàn)室不能立即處理掉的有害物質(zhì)比如破損溫度計(jì)中的水銀,就要妥善處理將其回收入瓶中用水封好,通過(guò)有機(jī)化合物等回收到指定容器內(nèi)送進(jìn)藥品庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一處理。在這一過(guò)程中要特別注意,電池不能進(jìn)行倒置,否則其中有害液體將滲出污染環(huán)境。
2加強(qiáng)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)本就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中的教育創(chuàng)新內(nèi)容,其指導(dǎo)方針是以綠色化學(xué)為主要內(nèi)容,用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法以及新技術(shù)來(lái)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教育方法進(jìn)行相應(yīng)的一定改進(jìn),極大減少實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的三廢物質(zhì),也在一定程度上消除有害物質(zhì),來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。比如在“二元溶液沸點(diǎn)組成圖的繪制”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn),由原來(lái)的二元溶液一環(huán)乙烷改為乙醇一環(huán)乙烷。因?yàn)楸綄?duì)人體有危害,同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染,改為乙醇之后有效地對(duì)其所含毒性進(jìn)行降低,并且對(duì)回收液進(jìn)行重調(diào)沸點(diǎn),再次利用。這樣做不僅減少了化學(xué)試驗(yàn)成本還相應(yīng)的降低了化學(xué)環(huán)境污染,使得乙醇一環(huán)乙烷被回收反復(fù)利用,不倒瀉在環(huán)境中。
3開(kāi)展化學(xué)的微型試驗(yàn)
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下,對(duì)常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的教學(xué)改革從而形成的新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)辦法。通過(guò)大力開(kāi)展微型的化學(xué)實(shí)驗(yàn),主要通過(guò)改用常規(guī)的小容量?jī)x器,在對(duì)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)操作不變的前提之下進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn),從而減少了藥品用量,以及反應(yīng)物和造成的污染。而另一方面所進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加安全、便捷,有效地減少了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成本經(jīng)費(fèi)。比如在進(jìn)行硫酸鏈霉素水解速度常數(shù)以及乙酸乙酯皂化反應(yīng)常數(shù)的化學(xué)測(cè)驗(yàn)時(shí),從原定化學(xué)實(shí)驗(yàn)容器20ml改為10ml的取樣,試劑的用量特別少,操作起來(lái)就相比之前更加迅速簡(jiǎn)練,重要的是采用微型容器不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
4重視實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄液體回收處理
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的廢棄液體種類比較多但是量不是很大,我們通過(guò)結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)廢棄液體進(jìn)行規(guī)整分類,將其分類儲(chǔ)存在統(tǒng)一規(guī)定的容器之中,由專門的工作人員處理廢棄液體。那么在對(duì)廢棄液體進(jìn)行處理的過(guò)程中就需要實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)其認(rèn)真負(fù)責(zé),注重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。因此要求學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)之后產(chǎn)生的廢棄液體以及渣滓必須倒入制定的容器之中。實(shí)驗(yàn)室的工作人員及指導(dǎo)老師也必須具有高度的責(zé)任心,對(duì)各種廢棄液體進(jìn)行及時(shí)認(rèn)真地收集。經(jīng)過(guò)處理之后,達(dá)到國(guó)家允許排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。
三綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相應(yīng)措施
1教學(xué)內(nèi)容綠色化
在原有的教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,對(duì)實(shí)驗(yàn)的系列進(jìn)行改造,對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容加以改造。在保證實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)合理的同時(shí),以保護(hù)環(huán)境為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物較多,回收利用的較少,對(duì)資源造成了浪費(fèi),形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境污染。在一些有毒氣體制備的試驗(yàn)中,應(yīng)對(duì)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理或者燒掉,最大程度地把有毒氣體轉(zhuǎn)為無(wú)毒或者毒性降解物。針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的大綱內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整安排,針對(duì)基礎(chǔ)的化學(xué)操作進(jìn)行重組并且相應(yīng)地減少,將基礎(chǔ)實(shí)踐融入進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,選取綠色無(wú)害的化學(xué)內(nèi)容,對(duì)基礎(chǔ)操作以及性質(zhì)驗(yàn)證的化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的物質(zhì)進(jìn)行節(jié)省,從而減少對(duì)化學(xué)環(huán)境的污染。在安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí),按照大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)操作步驟盡量分解在每次的滴定實(shí)驗(yàn)之中。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中本著綠色化學(xué)的思想原則直接訓(xùn)練學(xué)生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能,而不必去分開(kāi)單獨(dú)練習(xí)。這樣既節(jié)省了化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)時(shí)間又減少了開(kāi)展化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)所需要的藥品開(kāi)銷,同樣針對(duì)性地減少了環(huán)境污染。
2串聯(lián)實(shí)驗(yàn),充分利用
在大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,重絡(luò)酸鉀法測(cè)定鐵是一個(gè)與生活緊密相關(guān)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)中可以掌握實(shí)驗(yàn)所證實(shí)還原的基本定法理論。那么在此同時(shí),實(shí)驗(yàn)過(guò)程所需要的重絡(luò)酸鉀是一種非常穩(wěn)定、氧化性適宜的滴定劑。通過(guò)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)做成一個(gè)系列實(shí)驗(yàn),使得前部實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物應(yīng)用于下個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,在檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的同時(shí)還有效的增強(qiáng)了學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí),達(dá)到物盡其用的效果。針對(duì)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)可見(jiàn)不僅減少了對(duì)藥品方面的浪費(fèi),還相應(yīng)地降低了對(duì)環(huán)境的污染。
3建立網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)
隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模仿已經(jīng)是當(dāng)下化學(xué)教學(xué)中擺脫傳統(tǒng)物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改革,它的發(fā)展不僅僅是教育方法技巧的更新,更是對(duì)保護(hù)自然資源緩解化學(xué)所造成的環(huán)境污染的一種方式。我們通過(guò)在網(wǎng)上建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,將模擬實(shí)驗(yàn)有效地利用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中去,來(lái)達(dá)到化學(xué)教育的輔助教學(xué)目的。在模擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行組織觀看各種儀器的操作及簡(jiǎn)要分析,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器進(jìn)行仿真講解以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的仿真操作,幫助學(xué)生完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)理及儀器操作基本原理;進(jìn)行傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)出現(xiàn)的違規(guī)化學(xué)操作,將后果展現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生看到所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性,避免后果的產(chǎn)生。采用多媒體實(shí)驗(yàn)仿真手段,方便地解決了減少環(huán)境污染,深化綠色化學(xué)的理念。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上理解掌握化學(xué)理論。不僅能夠很好地解決傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的不足,更是化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)事項(xiàng)的重要研究?jī)?nèi)容,也是減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物對(duì)環(huán)境造成污染的最佳途徑。
參考文獻(xiàn)
[1]王勝軍.綠色化學(xué)教育[J].試題與研究(教學(xué)論壇),2014(20).
一、化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)
1.1化學(xué)的形象正在被與其交叉的學(xué)科的巨大成功所埋沒(méi)
化學(xué)是一門中心科學(xué),化學(xué)與生命、材料等朝陽(yáng)科學(xué)有非常密切的聯(lián)系,產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科,但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒(méi)。化學(xué)這門重要的中心科學(xué)(centralscience)反而被社會(huì)看作是伴娘科學(xué)(bridesmaidscience)而不受重視。
1.2化學(xué)正被各種各樣的環(huán)境污染問(wèn)題所困擾
化學(xué)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí),在客觀上使環(huán)境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認(rèn)識(shí)不斷提升來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。一些著名的環(huán)境事件多數(shù)與化學(xué)有關(guān),諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營(yíng)養(yǎng)化等;另一方面把所有的環(huán)境問(wèn)題都?xì)w結(jié)為化學(xué)的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當(dāng)然與化學(xué)沒(méi)有樹(shù)立好自己的品牌有關(guān)系,在最早的化學(xué)工藝流程里面,根本沒(méi)有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍,因此很多化學(xué)工藝都是會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染的?,F(xiàn)在,有些人把化學(xué)和化工當(dāng)成了污染源。人們開(kāi)始厭惡化學(xué),進(jìn)而對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了莫名其妙的恐懼心理,結(jié)果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復(fù)強(qiáng)調(diào)本產(chǎn)品不含有任何“化學(xué)物質(zhì)”。事實(shí)上,這些是對(duì)化學(xué)的偏見(jiàn),監(jiān)測(cè)、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學(xué)家。
二、綠色化學(xué)是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的必然
科學(xué)不但要認(rèn)識(shí)世界和改造世界,還要保護(hù)世界?;瘜W(xué)也如此,為了應(yīng)對(duì)化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)是刻不容緩。
2.1綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過(guò)程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過(guò)程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù),綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
2.2綠色化學(xué)的產(chǎn)生及其背景
當(dāng)今,可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認(rèn)同的發(fā)展觀。它強(qiáng)調(diào)人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,既要發(fā)展經(jīng)濟(jì),又要保護(hù)自然資源和環(huán)境,使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年,美國(guó)環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年,美國(guó)環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念。1990年,美聯(lián)邦政府通過(guò)了“防止污染行動(dòng)”的法令,將污染的防止確立為國(guó)策,該法案條文中第一次出現(xiàn)了“綠色化學(xué)”一詞。1992年,美國(guó)環(huán)保局又了“污染預(yù)防戰(zhàn)略”。1995年,美國(guó)政府設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。1999年英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)創(chuàng)辦了第一份國(guó)際性《綠色化學(xué)》雜志,標(biāo)志著綠色化學(xué)的正式產(chǎn)生。我國(guó)也緊跟世界化學(xué)發(fā)展的前沿,在1995年,中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題。
2.3綠色化學(xué)的核心內(nèi)容
原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國(guó)Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng))提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達(dá)式是:
原子利用率=(預(yù)期產(chǎn)物的式量/反應(yīng)物質(zhì)的式量之和)×100%
如無(wú)公害氧化劑過(guò)氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復(fù)出并可循環(huán)使用。此反應(yīng)原子利用率為100%,體現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性,減少?gòu)U物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4綠色化學(xué)的12項(xiàng)原則和5R原則
為了簡(jiǎn)述了綠色化學(xué)的主要觀點(diǎn),P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)的12項(xiàng)原則,這12項(xiàng)原則對(duì)我們今后從事綠色化學(xué)的研究具有一定的指導(dǎo)作用。
Ⅰ.防止——防止產(chǎn)生廢棄物要比產(chǎn)生后再去處理和凈化好得多。
Ⅱ.講原子經(jīng)濟(jì)——應(yīng)該設(shè)計(jì)這樣的合成程序,使反應(yīng)過(guò)程中所用的物料能最大限度地進(jìn)到終極產(chǎn)物中。
Ⅲ.較少有危害性的合成反應(yīng)出現(xiàn)——無(wú)論如何要使用可以行得通的方法,使得設(shè)計(jì)合成程序只選用或產(chǎn)出對(duì)人體或環(huán)境毒性很小最好無(wú)毒的物質(zhì)。
Ⅳ.設(shè)計(jì)要使所生成的化學(xué)產(chǎn)品是安全的——設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)的生成物不僅具有所需的性能,還應(yīng)具有最小的毒性。
Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料(如溶劑或析出劑)當(dāng)不得已使用時(shí),盡可能應(yīng)是無(wú)害的。
Ⅵ.設(shè)計(jì)中能量的使用要講效率——盡可能降低化學(xué)過(guò)程所需能量,還應(yīng)考慮對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是可行的,原料應(yīng)能回收而不是使之變壞。
Ⅷ.盡量減少派生物——應(yīng)盡可能避免或減少多余的衍生反應(yīng)(用于保護(hù)基團(tuán)或取消保護(hù)和短暫改變物理、化學(xué)過(guò)程),因?yàn)檫M(jìn)行這些步驟需添加一些反應(yīng)物同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生廢棄物。
Ⅸ.催化作用——催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學(xué)計(jì)量數(shù)的反應(yīng)物更占優(yōu)勢(shì)。
Ⅹ.要設(shè)計(jì)降解——按設(shè)計(jì)生產(chǎn)的生成物,當(dāng)其有效作用完成后,可以分解為無(wú)害的降解產(chǎn)物,在環(huán)境中不繼續(xù)存在。
Ⅺ.防止污染進(jìn)程能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析——需要不斷發(fā)展分析方法,在實(shí)時(shí)分析、進(jìn)程中監(jiān)測(cè),特別是對(duì)形成危害物質(zhì)的控制上。
Ⅻ.特別是從化學(xué)反應(yīng)的安全上防止事故發(fā)生——在化學(xué)過(guò)程中,反應(yīng)物(包括其特定形態(tài))的選擇應(yīng)著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學(xué)事故的可能性降至最低。
為了更明確的表述綠色化學(xué)在資源使用上的要求,人們又提出了5R理論:
Ⅰ.減量——Reduction減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護(hù)產(chǎn)量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率、減少損失率。②減少“三廢”排放量。主要是減少?gòu)U氣、廢水及廢棄物(副產(chǎn)物)排放量,必須排放標(biāo)準(zhǔn)以下。
Ⅱ.重復(fù)使用——Reuse重復(fù)使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學(xué)工業(yè)過(guò)程中的催化劑、載體等,從一開(kāi)始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。
Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。
Ⅵ.再生——Regeneration再生是變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑。它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到有關(guān)原材料的再生利用。
Ⅴ.拒用——Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對(duì)一些無(wú)法替代,又無(wú)法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)過(guò)程中使用。
三、綠色化學(xué)的發(fā)展前景
3.1反應(yīng)原料的綠色化即反應(yīng)原料符合5R原則。
3.2原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)在基本有機(jī)原料的生產(chǎn)中,已有一些原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的典范,如丙烯氫甲?;贫∪?、甲醇羰化制醋酸和從丁二烯和氫氰酸合成己二腈等。
3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無(wú)疑是潔凈技術(shù)的重要組成部分。
3.4.提高反應(yīng)的選擇性———定向合成如不對(duì)稱合成。
3.5.環(huán)境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應(yīng)中,固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性,更小的腐蝕性。
3.6.物理方法促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)如微波引發(fā)和促進(jìn)DielsAlder反應(yīng)、Claisen重排、縮合等許多重要的有機(jī)反應(yīng)。
3.7.酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)有高效性、選擇性、反應(yīng)條件溫和和自身對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。
3.8溶劑化學(xué)污染不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品,而且與反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中使用的溶劑有關(guān),有毒揮發(fā)性溶劑替代品的研究是綠色化學(xué)的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機(jī)合成和室溫熔鹽溶劑等。
3.9.計(jì)算機(jī)輔助綠色化學(xué)設(shè)計(jì)和模擬在化學(xué)化工領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)已廣泛用于構(gòu)效分析、結(jié)構(gòu)解析、反應(yīng)性預(yù)測(cè)、故障診斷及控制等許多方面。無(wú)疑,計(jì)算機(jī)在尋找符合綠色化學(xué)原則的最佳反應(yīng)路線、化工過(guò)程最優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面推動(dòng)了綠色化學(xué)的更快發(fā)展。
3.10環(huán)境友好產(chǎn)品如可降解塑料、環(huán)境友好農(nóng)藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。綠色化學(xué)為化學(xué)的發(fā)展注入了新的活力,在21世紀(jì)化學(xué)必將大有可為。
參考文獻(xiàn)
[1]王恩舉.漫談綠色化學(xué).大學(xué)化學(xué),2002,(4)
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);大學(xué)化學(xué);應(yīng)用
中圖分類號(hào):X13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,人口數(shù)量急劇增加,面對(duì)資源的不斷消耗,人均資源占有量日益減少,此外,人類生活中排放的大量生活污染物和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量工業(yè)污染物使人類生存環(huán)境迅速惡化?;瘜W(xué)品及其生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境造成的污染不容忽視,嚴(yán)峻的資源匱乏及環(huán)境污染為化學(xué)工作者帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。自20世紀(jì)90年代初,綠色化學(xué)受到越來(lái)越多的關(guān)注。當(dāng)今國(guó)際化學(xué)科學(xué)爭(zhēng)相將綠色化學(xué)視為化學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn),綠色化學(xué)已成為實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展急待解決的重大科技問(wèn)題。普及綠色化學(xué)知識(shí),灌輸綠色化學(xué)思想,最有效的方式是將綠色化學(xué)引入大學(xué)化學(xué)教育體系。目前,我國(guó)已將綠色化學(xué)教育作為大學(xué)化學(xué)教育的重要組成部分帶入大學(xué)化學(xué)課程中。
1綠色化學(xué)的內(nèi)涵
綠色化學(xué)(Green Chemistry)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)品時(shí),實(shí)現(xiàn)原料的充分有效利用,消除或避免廢物的產(chǎn)生,避免使用有毒、危險(xiǎn)的試劑,建立環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝,使化學(xué)工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
綠色化學(xué)的核心內(nèi)容是原子經(jīng)濟(jì)性,理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料分子中的原子全部(100%)轉(zhuǎn)變成所需要的產(chǎn)物,不產(chǎn)生廢物或副產(chǎn)物。綠色化學(xué)具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):(1)從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看,綠色化學(xué)合理利用資源和能源,符合可持續(xù)發(fā)展的要求;(2)從環(huán)境觀點(diǎn)看,綠色化學(xué)以廢物零排放為目標(biāo),力爭(zhēng)從根本上消除環(huán)境污染;(3)從科學(xué)觀點(diǎn)看,綠色化學(xué)與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng),在傳統(tǒng)化學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新。
2綠色化學(xué)在大學(xué)化學(xué)教育中的應(yīng)用
綠色化學(xué)作為一種指導(dǎo)思想,更是一種教育手段,將綠色化學(xué)的理念帶進(jìn)高校化學(xué)教育的課堂,引入的不是一門獨(dú)立的學(xué)科,也不只是一種先進(jìn)的概念,而是通過(guò)廣泛的宣傳教育,通過(guò)將綠色化學(xué)作為一門普及的課程,培養(yǎng)學(xué)生自主的綠色化學(xué)意識(shí)。綠色化學(xué)教育可以培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力,從而對(duì)學(xué)生價(jià)值觀、人生觀的形成均產(chǎn)生積極的影響。大學(xué)化學(xué)教育工作者首先應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況,在化學(xué)教育過(guò)程中融入綠色化學(xué)理念,使學(xué)生在掌握基本化學(xué)原理的同時(shí),能夠主動(dòng)運(yùn)用綠色化學(xué)的思維去處理問(wèn)題,成為更能滿足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展需要的綠色人才。
首先,綠色化學(xué)由于具有成本低、轉(zhuǎn)化率高、環(huán)保等特點(diǎn),已在無(wú)機(jī)合成化學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。如通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)分解水制備氫氣,利用核能或太陽(yáng)能進(jìn)行大規(guī)模、無(wú)污染制備氫氣;水熱/溶劑熱合成是無(wú)機(jī)合成最好的方法之一,其具有密封,原料不泄露,不會(huì)造成環(huán)境污染,低碳等優(yōu)點(diǎn),如利用水熱/溶劑熱合成微孔材料及功能粉料等。
其次,有機(jī)化學(xué)教學(xué)應(yīng)從綠色化學(xué)的角度考慮,從以下方面著手:(1)目標(biāo)產(chǎn)物綠色化;(2)反應(yīng)條件綠色化;(3)單一反應(yīng)的原子利用率;(4)反應(yīng)試劑綠色化。如烯烴和溴的加成反應(yīng)可在陽(yáng)光的引發(fā)下完成,太陽(yáng)輻射能是一種無(wú)污染的綠色能源,能夠直接利用太陽(yáng)輻射能是綠色化學(xué)家們所追求的,也是解決目前資源有限、環(huán)境污染及全球變暖等問(wèn)題的根本出路。
3綠色化學(xué)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是21世紀(jì)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的重點(diǎn)方向。針對(duì)我國(guó)高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的環(huán)境污染問(wèn)題,我國(guó)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要開(kāi)展以綠色化學(xué)為理念的實(shí)驗(yàn)體制,體現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)的要求。
(1)培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)新理念
教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)有意識(shí)地將綠色化學(xué)的理念和可持續(xù)發(fā)展觀借助教學(xué)過(guò)程傳遞給學(xué)生,在潛意識(shí)中為學(xué)生注入綠色化學(xué)的思想,讓學(xué)生真正了解綠色化學(xué),意識(shí)到綠色化學(xué)對(duì)于保護(hù)人類、資源及生存環(huán)境的重要性,讓學(xué)生從內(nèi)心牢固地樹(shù)立綠色意識(shí),在生活及今后的工作中自覺(jué)地養(yǎng)成環(huán)保習(xí)慣。
(2)改進(jìn)常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法
在達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上,將常規(guī)實(shí)驗(yàn)按照一定的比例縮小。既減少了試劑的用量,降低了實(shí)驗(yàn)成本,又可以減少“三廢”物質(zhì)的排放量,另外還節(jié)省了資源,減少了對(duì)環(huán)境的污染。設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)。將多個(gè)實(shí)驗(yàn)按照實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在聯(lián)系有機(jī)地串聯(lián)起來(lái),將上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物作為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料,合理利用實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物,減少產(chǎn)物的處理工作,既可以減少重復(fù)性實(shí)驗(yàn)操作,縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,也可減少污染物產(chǎn)生的數(shù)量。通過(guò)以上兩個(gè)簡(jiǎn)單的方法可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化,另外還可通過(guò)多媒體教學(xué)等手段實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。
(3)積極處理“三廢”
針對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣,采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理,例如每間無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室均需安置一個(gè)專門的廢液收集桶或廢渣收集處,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中統(tǒng)一收集,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)一處理;針對(duì)廢氣可以通過(guò)安裝正壓送風(fēng)系統(tǒng),有效地處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣。
4綠色化學(xué)課程的設(shè)置
化學(xué)教育工作者不僅要關(guān)注自己的教學(xué)任務(wù),還應(yīng)當(dāng)時(shí)刻注意收集國(guó)內(nèi)外最新的綠色化學(xué)信息和成果,充分挖掘和利用教材中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行剖析,做到與時(shí)俱進(jìn),使課程內(nèi)容新穎,將綠色化學(xué)融入理論教學(xué)中,時(shí)時(shí)刻刻以的思想指導(dǎo)教學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約資源和能源、保護(hù)環(huán)境的意識(shí),從思想教育和技術(shù)教育兩方面對(duì)其進(jìn)行教育。
化學(xué)、化工類專業(yè)學(xué)生具有較好的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)于這部分學(xué)生可以通過(guò)開(kāi)設(shè)綠色化學(xué)必修課,不僅僅讓學(xué)生了解綠色化學(xué),更重要的是在實(shí)際生活中能夠運(yùn)用綠色化學(xué)的理念。對(duì)于非化學(xué)、化工類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)開(kāi)設(shè)綠色化學(xué)公共選修課,主要學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的科學(xué)思想、灌輸綠色化學(xué)理念,讓其養(yǎng)成綠色化學(xué)意識(shí)。
結(jié)語(yǔ)
綠色化學(xué)作為一種全新的概念,從防止污染和節(jié)約資源的觀點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)進(jìn)行了重新審視,并在傳統(tǒng)化學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革,與單純的環(huán)境保護(hù)不同,綠色化學(xué)是對(duì)人類與環(huán)境友好的化學(xué)。高等學(xué)校的化學(xué)教育目的是為國(guó)家培養(yǎng)和造就化學(xué)高層次的人才,面對(duì)化學(xué)由傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)邁進(jìn)的新變革,化學(xué)教育工作者應(yīng)在大學(xué)化學(xué)教育中時(shí)刻體現(xiàn)綠色化學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念,培養(yǎng)具有綠色化學(xué)意識(shí)的化學(xué)人才。